книги2 / plenarnye2019
.pdf
Пленарное заседание
Рис. 2
В ЦЭМИ два года назад был организован свой ситуационный центр. Он располагается на пятом этаже, и желающие могут посмотреть. Более того, одна из секций нашего Симпозиума традиционно проводится именно на базе ситуационного центра. Он, может быть, не так шикарно выглядит, но самое главное – это не его антураж, который будет модернизироваться, а его «начинка», которая составлялась в течение, наверное, последних 15 лет. Это и вычислимая модель общего равновесия, и основное направление наших научных исследований – это агенториентированные модели, а также кинематические и нейронные сети.
Некоторые из этих моделей реально эксплуатируются на базе нашего ситуационного центра. Большинство из них построены на базе геоинформационных систем, используют актуальную статистическую информацию, представляют и отраслевые аспекты экономики страны, и региональные. Наиболее отработанные у нас модели по Санкт-Петербургу, часть из которых мы инкорпорировали в ситуационный центр Санкт-Петербурга как рабочий инструмент стратегии развития города до 2030 г. У нас есть отраслевая модель «Роскосмоса», есть межстрановые модели Европейского Союза и Евразийская модель, и наиболее отработанная региональная модель, помимо Санкт-Петербурга, это модель Вологодской области, есть также демографическая модель всей России. То есть на самом деле мы это направление бурно развиваем. Каждая модель стандартизирована по определенному стандарту, составлено описание и правила пользования.
21
XX Всероссийский симпозиум «Стратегическое планирование и развитие предприятий»
Хотел бы более подробно остановиться на нашей последней инициативе, которую мы предприняли в начале 2019 г. Мы подписали в КНР соглашение о создании лаборатории оценки последствий межстрановых торговых войн. И среди наших стратегических партнеров находятся три IT-компании из Китая, это национальный суперкомпьютерный центр, Академия общественных наук и спонсор этого направления компания из Гонконга. Цель – создание лаборатории по оценке межстрановых торговых войн с использованием программ аналитического комплекса, который мы разрабатываем совместно с рядом других компаний. Дополнительная цель – инкорпорирование этой системы в систему распределенных ситуационных центров. На данный момент этот программный комплекс работает на базе ситуационной комнаты, т.е. он представлен как web-интерфейс, который связан с суперкомпьютером Тяньхэ в Китае, «Млечный путь-2». В дальнейшем мы планируем погрузить его в систему распределенных ситуационных центров.
Несколько слов хотел сказать, почему мы этим занялись. В мире на данный момент есть 20–30 моделей, в которых рассматриваются не отдельные государства, а именно их совокупность. Постараюсь кратко о них рассказать.
США и Китай уже с начала этого века предполагали вероятность введения обоюдных санкций, т.е. допускали возможность начала торговой войны. Наши коллеги из Института количественной экономики Академии общественных наук Китая в 2019 г. уже проигрывали сценарии введения санкций, т.е. повышения импортных пошлин на товары из США, а США – соответственно на товары из Китая,
ипроигрывали последствия этих действий. В «REN Corporation» проигрывали аналогичные сценарии, помимо информационных и прочих, проигрывали результаты торговой войны, в частности, полное прекращение торговли между США и Китаем,
иоценивали последствия этого сценария. Например, при полном прекращении торговли, по оценкам «REN Corporation», ВВП США снижается на 6%, Китая соответственно на 10%. Это одна из моделей.
Если рассматривать другие модели комплекса, например, проект глобального торгового анализа, который рассматривает порядка 170 стран, и на базе этого глобального проекта было разработано несколько моделей, например, MIRAGRODEP, MIRAGE, GLOBE, которые тоже проигрывали сценарии торговой войны между США, Китаем, Мексикой, Канадой и так далее. WorldScan – тоже один из известных комплексов, в котором рассматривались 30 отдельных стран, проигрывались сценарии торговой войны. Не менее известен проект LINK, который был начат в 1968 г., на его основе в 2005 г. была создана Модель мирового экономического прогнозирования, в которой рассматриваются 176 стран и характеризуется около 60 показателей.
22
Пленарное заседание
Из этого обзора наибольший интерес для нас представляет разработанная Институтом мировой экономики Китайской академии общественных наук модель, в которой рассматривается Россия, потому что в большинстве моделей Россия входит в группу стран под названием «остальной мир». Но в этом комплексе Россия представлена как отдельный игрок, и есть результаты расчетов торговой войны между США и Китаем и последствия, в том числе для России, а также торговой войны между Китаем, США и Мексикой и последствия для России.
KPMG – одна из четверки крупнейших консалтинговых компаний тоже разработала модель для 60 стран, и также проигрывала варианты торговой войны. От Moody's Research Labs есть тоже глобальная модель для оценки последствий торговых войн, также проигрываются различные сценарии. Есть модели OECD, Международного валютного фонда. На самом деле, как я и говорил, общее их число порядка 20–30, но все их рассматривать смысла нет, потому что результаты с небольшими вариациями повторяют друг друга.
Ключевой вывод из этого – в результате мировых торговых войн ухудшают свое положение практически все страны. Но наибольшие потери несут страны с недиверсифицированными экономическими системами. И, как правило, страна, которая инициирует повышение импортных пошлин, находится в более выгодном положении.
Более интересные выводы состоят в том, что большинство моделей, которые мы рассматривали, относятся к классу CGE либо стохастических моделей общего равновесия. За счет этого их реалистичность несколько снижается, поскольку не все из рассматриваемых стран соответствуют этим критериям, потому что CGE или стохастический подход равновесной модели больше применимы к странам со стационарными экономиками.
Другой момент состоит в том, что, как правило, по нашим оценкам, все эти результаты заранее ангажированы в пользу отдельных государств, соответственно общие результаты оценки становятся малопредставительными. И самое принципиальное, наверное, это то, что Россия только в единичных случаях фигурирует как отдельная страна. В большинстве случаев она оказывается включенной в группу стран «остальной мир». Но поскольку для нас представляет интерес именно наша страна, мы и подключились к этому международному проекту, и был построен и дорабатывается комплекс, в котором рассматривается более 100 стран.
Со своей стороны мы в рамках этого комплекса провели спецификацию для России. Этот комплекс у нас функционирует на базе ситуационного центра, подключен к суперкомпьютеру «Млечный путь» в силу своей ресурсоемкости и позво-
23
XX Всероссийский симпозиум «Стратегическое планирование и развитие предприятий»
ляет проводить по результату расчеты повышения импортных пошлин или введения эмбарго на товары, в частности, из России.
Он построен по принципу модулей, т.е. можно рассматривать на уровне отраслей, на уровне субъектов, на уровне отдельных стран и так далее, т.е. опций по использованию этого комплекса много. Мы провели предварительные расчеты для случаев повышения импортных пошлин со стороны стран США и ЕС против России и Китая и введения обоюдных импортных пошлин против стран США и ЕС. Как я уже говорил, экспериментов можно проводить очень много, поэтому я сейчас иллюстративно показываю, что есть принципиальная возможность проведения таких экспериментов, и мы считаем, что для нас это некий мейнстрим, который мы развиваем у себя на базе ситуационного центра.
Второй аспект, который также развивается на базе ситуационного центра и который взаимоувязан с предыдущим. Поскольку все эти модели очень ресурсоемки, то одно из направлений, которое мы у себя развиваем, это суперкомпьютерное моделирование социально-экономических процессов. Один из вызовов, который относится, в том числе, и к нам, и может быть к нам в большей степени – это необходимость обработки огромного количества информации, которое экспоненциально возрастает. К 2025 г. объем информации по некоторым оценкам достигнет 170 зетабайт, т.е. по сравнению с 2010 г. это будет 150-кратный рост. И вызов такой, что нужны новые аналитические системы обработки этой информации, и эти системы увязывают с появлением систем построенных на базе нейронных сетей, а также и агентных моделей. По крайней мере, есть такое предположение, что эти инструменты помогут анализировать такое огромное количество информации.
Тут я бы хотел сделать небольшое рекламное объявление. В сентябре мы будем у себя в ЦЭМИ проводить конференцию в рамках другой крупнейшей конференции, которая будет проходить в России – «Суперкомпьютерные дни в России». Раньше мы в ней участвовали в виде отдельной секции, рассказывали про свои модели, которые мы реализовывали на суперкомпьютерах. Но поскольку число участников от социо-гуманитарного блока уже превысило некую критическую массу, то мы договорились с организаторами, что мы перенесем к себе эту секцию под общей шапкой «Суперкомпьютерные дни в России», и будем проводить у себя отдельную конференцию «Суперкомпьютерные технологии в общественных науках».
В этой связи я хотел бы сказать, что это направление очень активно развивается. Тут перечислены направления в общественных науках, где применяются суперкомпьютерные технологии. Это и прогнозирование социальноэкономических систем стран, городов, регионов (проекты EURACE и Futur ICT),
24
Пленарное заседание
воспроизведение исторических событий (имитация средневековых походов, исследование гоминидов и так далее), моделирование миграционных процессов. Классика жанра – это моделирование распространения эпидемий. Тут есть крупнейшие модели. Модель США – это 300 млн. агентов. Модель всего мира – там 6,5 млрд агентов, на которой проигрывали сценарии распространения эпидемий. Далее, моделирование транспортной системы, оптимизация пешеходного движения, предсказание политических событий на основе сканирования новостей. Наши коллеги, с которыми мы несколько лет активно переписываемся, с помощью геометок на основе сканирования ежедневных порядка 2–3 млн новостных источников, выявления тональности новостей предсказывают определенные политические события. С помощью этой методологии были предсказаны некоторые кризисные явления на Ближнем Востоке. Далее, прогнозирование экологических событий. Все это примеры применения суперкомпьютерных технологий для общественных процессов.
Я хотел рассказать немного о месте России в гонке суперкомпьютеров. Производительность 500 мощнейших суперкомпьютеров (рис. 3), особенно за последние десять лет растет экспоненциально, а их суммарная производительность уже больше 1,4 экзафлопса.
Рис. 3
25
XX Всероссийский симпозиум «Стратегическое планирование и развитие предприятий»
На рис. 4 по страновому распределению видны два явных лидера – США и Китай. Причем распределение – 438 петафлопс на Китай и 533 на США. Россия, к сожалению, со всеми своими суперкомпьютерами находится на два порядка ниже, 4,6 единиц, что составляет 3% от общей суммарной мощности всех суперкомпьютеров. Видно, как в динамике развивались два явных лидера, США и Китай. Особенно Китай с начала 2000-х гг. фактически сравнялся с США, и основная гонка сейчас происходит между этими двумя странами.
Рис. 4
Распределение суперкомпьютеров из 500 мощнейших по странам представлено на рис. 5. 227 приходится на Китай, 109 – на США. И Россия среди ТОП-500, это только три суперкомпьютера – Ломоносов, суперкомпьютер Курчатовского института и Гидрометеоцентра.
26
Пленарное заседание
Рис. 5
ТОП-10 по последней версии суперкомпьютеров представлен на рис. 6. Этот рейтинг очень плавающий, потому что полгода назад первым был Sunway TaihuLight от Китая, сейчас он на третьем месте, но они его снова наращивают, он опять может оказаться на первом месте. Хотя США уже анонсировали в 2021 г. суперкомпьютер экзафлопсного уровня Аврора, который будет, конечно же, лидером. Но Китай хочет сделать компьютер Тяньхэ-3 к 2024 г. тоже экзафлопсным и победить в этой гонке. Но тут важен еще такой момент. Компьютер «Млечный путь-2», который был сделан в 2013 г., и на тот момент он был № 1, временно уступил позиции, и Китай стал проигрывать, потому что США ввели ограничение на поставку процессоров от Intel. Ответ Китая был более чем адекватен – в 2016 г. они выпустили компьютер Sunway TaihuLight, который занял первую строчку рейтинга на базе 260-ядерных процессоров уже китайского производства.
27
XX Всероссийский симпозиум «Стратегическое планирование и развитие предприятий»
Рис. 6
Доля России представлена на рис. 7. К сожалению, она сейчас снижается. Пик был в 2010 г. Доля России в суммарной производительности суперкомпьютеров была почти 2,5%. Сейчас эта доля уменьшилась до 0,3% из ТОП-500.
Наиболее известное программное обеспечение для автоматического и полуавтоматического распараллеливания имитационных моделей, которое мы используем в своей работе, это практически 99% – зарубежного производства. Тут, конечно, явные лидеры: Repast и Pandora. На эту поляну пришел Microsoft, компания IBM со своим транспортным симулятором. Но если мы возвращаемся к работе ситуационных центров, то чтобы избежать зависимости от зарубежного программного обеспечения, мы приняли решение о разработке своего собственного симулятора для распараллеливания агентных моделей; и последние три года его реализовываем в рамках гранта Российского научного фонда, сделали его совместно со специалистами МГУ им. М.В. Ломоносова, разработали свою технологию поддержки агенториентированного моделирования для суперкомпьютеров, отработали его на крупнейших суперкомпьютерах мира. Он использует методы графовых декомпозиций METIS и ParMETIS и позволяет на языке более высокого уровня C# (си шарп) разрабатывать агентные модели, а сама библиотека на С++ в полуавтоматическом ре-
28
Пленарное заседание
жиме распараллеливает вот с такой эффективностью. Фактически мы добились ускорения в 60 раз, что означает 65%-эффективность использования кластеров.
Рис. 7
Для примера, в демографической модели видно, как распределилась декомпозиция расчетной сетки для 192 процессоров. То есть мы достигли производительности 65%. На самом деле это очень важно при реализации агентных моделей большого масштаба, про которые я уже говорил. То есть модель Европейского Союза, в которой порядка миллиона агентов, и агент-ориентированная модель трудовой миграции из Китая в Россию тоже очень крупномасштабная, которая использует социальные связи и пространственное распределение, все это было реализовано у нас на базе вот этого симулятора. Были проиграны различные эксперименты по реализации Нового Шелкового Пути. Эти маршруты проиграли, получили результаты по изменению товарооборота, по его приросту.
Яв своем докладе хотел кратко обозначить проблему. Если будут вопросы,
судовольствием отвечу. И как я уже говорил, мы всех приглашаем на конференцию по суперкомпьютерным технологиям в общественных науках, которая будет проходить в конце сентября в ЦЭМИ РАН. Это будет наш первый опыт, так что заинтересованных в этом направлении специалистов и интересующихся людей мы будем рады видеть.
29
XX Всероссийский симпозиум «Стратегическое планирование и развитие предприятий»
ВОПРОСЫ К ДОКЛАДЧИКУ
Г.Б. Клейнер
Спасибо большое, Альберт Рауфович. Есть ли вопросы? Игорь Борисович, да, пожалуйста.
И.Б. Гурков
Просто я был лично знаком с генерал-лейтенантом Ильиным, мы делали для него работы еще в 2000–2003 гг. по предприятиям, в том числе для докладов Президента. У меня вопрос чисто технический, что было между прекращением деятельности ФАПСИ и 2013 г.? Вот этот отрезок времени, когда ФАПСИ уже не было, а этой системы еще тоже не было?
А.Р. Бахтизин
Да, я понял. Про этот технический момент ничего не могу сказать, потому что мы начали активно контактировать два года назад, т.е. этот процесс мы как-то миновали.
30